编写： 魏志强 日期：2005/01/01 - 1 - 品质部培训教材 一、P S（聚苯乙烯） 1 .PS 的性能： PS 为无定形聚合物，流动性好，吸水率低（小于 00.2%），是一种易于成型加工的透明塑料。 其制品透光率达 88-92%，着色力强，硬度高。但 PS 制品脆性大，易产生内应力开裂，耐热性 较差（60-80℃），无毒，比重 1.04g\cm3 左右（稍大于水）。成型收缩率（其值一般为 0.004—0.007in／ in），透明 PS－－这个名称仅表示树脂的透明度，而不是结晶度。(化学和物理特性: 大多数商 业用的 PS 都是透明的、非晶体材料。PS 具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、 电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫 酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。) 2 .PS 的工艺特点： PS 熔点为 166℃，加工温度一般在 185-215℃为宜，熔化温度 180~280℃，对于阻燃型材料 其上限为 250℃，分解温度约为 290℃，故其加工温度范围较宽。模具温度 40~50℃，注射压力： 200~600bar，注射速度建议使用快速的注射速度，流道和浇口 可以使用所有常规类型的浇口。PS 料在加工前，除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为 80C、2~3 小时。因 PS 比热低，其制作一些模具散热即能很快冷凝固化，其冷却速度比一般原料要快，开 模时间可早一些。其塑化时间和冷却时间都较短，成型周期时间会减少一些；PS 制品的光泽随 模温增加而越好。 3．典型应用范围: 包装制品（容器、罩盖、瓶类）、一次性医药用品、玩具、杯、刀具、磁带轴、防风窗以及 许多发泡制品——鸡蛋箱。肉类和家禽包装盘、瓶子标签以及发泡 PS 缓冲材料，产品包装，家 庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。 二、HIPS（改性聚苯乙烯） 1. HIPS 的性能: HIPS 为 PS 的改性材料，分子中含有 5-15%橡胶成份，其韧性比 PS 提高了四倍左右，冲击 强度大大提高(高抗冲击聚苯乙烯）,已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、 玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。标准 HIPS 的其它重要性能:弯曲强度 13.8～55.1MPa； 拉伸强度 13.8—41.4MPa；断裂伸长率为 15—75％；密度 1.035—1.04 g／ml；它具有 PS 具有成 型加工、着色力强的优点。HIPS 制品为不透明性。HIPS 吸水性低，加工时可不需预先干燥。 2 .HIPS 的工艺特点: 因 HIPS 分子中含有 5-15%的橡胶，在一定程度上影响了其流动性，注射压力和成型温度都 编写： 魏志强 日期：2005/01/01 - 2 - 品质部培训教材 宜高一些。其冷却速度比 PS 慢，故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。成型周期会比 PS 稍长一点，其加工温度一般在 190-240℃为宜。HIPS 树脂吸收水分较慢，因此一般情况下不需 干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收，从而影响最终产品的外观质量。在 160°F 下干燥 2－3h 就可去掉多余的水分。HIPS 制件中存在一个特殊的“白边”的问题，通过提高模温和锁模力、减 少保压压力及时间等办法来改善，产品中夹水纹会比较明显。 3．典型应用范围: 主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。 阻燃级（UL V－0 和 UL 5－V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和 电器制品。 三、SA（SAN--苯乙烯-丙烯睛共聚体/大力胶） 1 .SA 的性能: 化学和物理特性: SA 是一种坚硬、透明的材料,不易产生内应力开裂。透明度很高，其软化 温度和抗冲击强度比 PS 高。苯乙烯成份使 SA 坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使 SA 具有 化学稳定性和热稳定性。SA 具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几 何稳定性。SA 中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。SA 的 维卡软化温度约为 110℃。载荷下挠曲变形温度约为 100C,SA 的收缩率约为 0.3~0.7%。 2 .SA 的工艺特点: SA 的加工温度一般在 200-250℃为宜。该料易吸湿，加工前需干燥一小时以上，其流动性 比 PS 稍差一点，故注射压力亦略高一些(注射压力：350~1300bar), 注射速度：建议使用高速注 射。模温控制在 45-75℃较好。干燥处理：如果储存不适当，SA 有一些吸湿特性。建议的干燥 条件为 80℃、2~4 小时。 熔化温度：200~270℃。如果加工厚壁制品，可以使用低于下限的熔 化温度。对于增强型材料，模具温度不要超过 60℃。冷却系统必须很好地进行设计，因为模具 温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。流道和浇口: 所有常规的浇口都可以使用。浇口尺 寸必须很恰当，以避免产生条纹、煳斑和空隙。 3．典型应用范围: 电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等），汽车 工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化装品包装安全玻璃、 滤水器外壳和水龙头旋扭。医用制品（注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器）。包装材料（化 妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等），特殊产品（一次性打火机外壳、 刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝）等。
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聚酯纤维对 SMA 性能影响的研究 廖卫东 1 吴少鹏 2 张继宁 3 薛永杰 2 （1. 湖北武黄高速公路大修工程指挥部，武汉 430074；2.武汉理工大学，武汉 430070； 深圳市众一工程材料有限公司，深圳 518031） 摘要：纤维复合材料是常用的道路工程材料之一，SMA 是通过在沥青混合料掺入纤维以 提高混合料路用性能的一种典型复合材料。本研究以聚酯纤维、玄武岩以及 SBS 改性沥 青作为原材料，对不同纤维掺量下的 SMA 混合料的路用性能进行试验、分析，利用多重 回归分析，预测出了聚酯纤维在 SMA 中的最佳掺量。 关键词：聚酯纤维 SMA 最佳掺量 增强机理 多重回归 随着我国公路事业的迅猛发展，现代交通越来越向着密度大、轴载重、渠化交通的 方向发展，因此对沥青路面面层的路用性能也提出了更高的要求。在众多改善面层使用 性能的措施当中，在沥青混合料中掺加纤维添加剂更是国内外广大研究人员常用的一种 方法。近年来日益推广的 SMA（Stone Mastic Asphalt）混合料则主要以提高沥青路面的 全面使用性能为设计理念，在高温稳定性能、低温抗裂性能、耐久性能方面表现出了优势。 它与普通沥青混合料最大的区别就在于纤维稳定剂的使用。 通常根据纤维的种类的不同，纤维的掺量在一个范围内是变化的。在我国大部分 SMA 工程实例中，纤维掺量的确定更多的是依据经验设计，这样往往难以达到纤维的最佳掺 量，同时，由于纤维的使用是 SMA 混合料设计的关键，因此确定最佳的纤维掺量有助于 体现 SMA 优良的路用性能。本研究主要目的就是通过评价在聚酯纤维不同掺量下的 SMA 混合料的体积以及路用性能，找出使用该纤维的一个最佳掺量用于指导混合料的设计以 及 SMA 路面施工。 1 原材料 1.1 纤维 本次试验使用的是美国菲特尔德 A1 聚酯纤维。聚酯纤维同沥青一样，也是一种典型 的石油化工产品。该类纤维具有在很大的温度变化范围内不脆化、不变形的优点。并且 每根纤维都是独立的，可以很好的和沥青结合。图 1 是该聚酯纤维的扫描电镜照片。主 要的技术指标如表 1 所示。 表 1 菲特尔德 A1 聚酯纤维技术 参数 纤维湿度 7% Denier 4.5 直径 0.022mm 长度 6.35mm 比重 1.34 熔点 249℃ 抗拉强度 552Mpa 断裂延伸率 30% 图 1 聚酯纤维扫描电镜 2 试验与分析 2.1 马歇尔试验 本次试验选用的级配为 SMA-13，其合成级配以及曲线如下。 表 2 SMA-13 合成级配 孔径（mm） 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 合成级配（%） 100 92.9 69.0 29.4 21.2 17.6 15.7 14.6 11.9 10.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 筛孔尺寸(mm) 通过率(%) 级配上限 级配下限 中值 级配曲线 图 2 SMA-13 级配曲线 通常所说的纤维掺量是纤维占全部混合料的质量的百分比。纤维掺量的不同，在混 合料中的分散性，有效比表面积以及对混合料加强作用也不尽相同。本文选择了 SMA-13 型混合料以及聚酯纤维进行试验，纤维掺量分别选择了 0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、 0.35%、0.40%。马歇尔试验结果如表 3 所示。 表 3 纤维掺量对马歇尔试验结果的影响 纤维掺量 （%） 最佳油石 比（%） 密度 （g/cm3 ） 空隙率 （%） VMA （%） 稳定度 （KN） 0.15 5.58 2.541 3.1 17.5 10.62 0.20 5.78 2.532 3.5 18.1 12.29 0.25 5.90 2.530 3.8 18.4 15.06 0.30 6.15 2.525 4.1 18.7 15.20 0.35 6.20 2.518 4.7 18.8 14.98 0.40 6.18 2.502 5.2 19.2 13.57
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磷青銅-黄铜等材料性能规格 磷青銅 (Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表： (1)化學成份 (Chemical Composition) 合金編號 化學成份(wt. %) Material Designation Cu Sn p Pb Fe Zn JIS C5111 C5102 C5191 C5212 Rem. Rem. Rem. Rem. 3.5~4.5 4.2~5.5 5.5~7.0 7.0~9.0 0.03~0.35 0.03~0.35 0.03~0.35 0.03~0.35 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.10 < 0.10 < 0.10 < 0.10 < 0.30 < 0.30 < 0.30 < 0.30 (2)物理特性(Physical Properties) 合金編 號 (Alloy No. ) 密度 (Densit y) g/cm3 彈性係數 (Modulus of Elasticity) (Young’s Modulus) GPa 熱膨脹係數 (Coefficient of Thermal Expansion at 20 oC to 300 oC) m/m．K 熱傳導係數 (Thermal Conductivity at 20 oC) W/m．K 導電率 (Electrical Conductivity at 20 oC) %IACS C5111 C5102 C5191 C5212 8.86 8.86 8.84 8.80 110 110 110 110 17.8 17.8 18.0 18.2 83.8 69.2 65.8 62.3 19 15 14 12 (3)機械性質(Mechanical Properties) 抗 拉 試 驗 Tensile test 硬 度 試 驗 Hardness test 合金編 號 Alloy No. 質 別 Temper 符 號 Symbol 厚度 Thicknes s (mm) 抗拉強度 Tensile strength (kgf/mm2) 延伸率 (50mm) Elongation(in 2”) (%) Hv Thickness >0.15mm O C5111R-O > 0.2 > 30 > 38 - H/4 C5111R- H/4 > 0.2 38~45 > 28 120~150 H/2 C5111R- H/2 > 0.2 42~52 > 18 130~160 3/4H C5111R- 3/4H > 0.2 48~58 > 10 150~170 H C5111R-H > 0.2 50~58 > 8 170~190 C5111 EH C5111R- EH > 0.2 > 58 > 5 > 190 O C5102R-O > 0.2 > 31 > 40 - H/4 C5102R- H/4 > 0.2 38~48 > 28 120~150 H/2 C5102R- H/2 > 0.2 48~58 > 18 150~170 3/4H C5102R- 3/4H > 0.2 50~58 > 10 170~190 H C5102R-H > 0.2 58~68 > 8 190~210 C5102 EH C5102R- EH > 0.2 > 63 > 5 > 210
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第1页 可靠性技术讲座(上篇) 1 可靠性增长试验及其评价方法 ………………………………………2 1.1可靠性增长试验的目的2 1.2可靠性增长试验方法3 1.3可靠性增长试验试验数据的处理4 1.4AMSAA可靠性增长模型7 1.5Duane可靠性增长模型9 1.6AMSAA模型与Duane模型的关系10 1.7可靠性增长试验的跟踪与评价方法10 1.8使用举例11 1.9几个应注意的问题12 2 可靠性统计试验………………………………………………………14 2.1可靠性统计试验的目的和基本概念 14 2.2可靠性统计试验的分类 14 2.3试验大纲 15 2.4试验条件 16 2.5试验样品 18 2.6试验方案 18 2.7可靠性测定试验 20 2.8可靠性鉴定试验和验收试验 24 第2页 可靠性增长试验及其评价方法 1．可靠性增长试验的目的 很多产品在投入使用初期，往往表现为故障率偏高，即可靠性不好，但经过一段时间后 其故障率逐渐下降并赴于稳定（见图1）。在可靠性工程上，我们称时间0～t0为产品的“早期 故障期”。造成产品“早期故障”的原因，一般是产品研制过程中，由于一些偶然的加工缺 陷、元器件质量差异或一些防不胜防的工艺问题，引起产品在制造过程中或多或少地隐藏下 一些内在缺陷，这是产品设计和制造时无法避免的问题。目前解决这类问题的工程方法是采 用环境应力筛选技术，即在产品交付使用前，通过多种筛选方法，激发产品的早期故障隐 患，使之尽快暴露，并得以排解。假如产品没有经过环境应力筛选，从时间0就交付正式使 用，那么从0～t0都是它的“早期故障期”，可能是几个月，也可能为几年或更长，其间都是 产品故障的高发期。而采用环境应力筛选技术，其目的就是想通过早期故障的快速暴露，加 快“早期故障期”的进程，如缩短到几十或几百小时（见图1， ' 点），使产品快速达到故障 0t 低发区后，才交付正式使用。 图1 产品的早期故障期 然而采用环境应力筛选技术，不可能无限制地下降产品故障率（见图1），即当产品的故 障率逐渐下降，并赴于稳定状态后，即使延长环境应力筛选的时间 ' ，也是不可能再使产品 0t 的故障率得到进一步下降。其原因是在产品的制造过程中，由于偶然原因形成的缺陷而引发 的故障被排解后的，由于产品固有的设计水平、配套元器件和材料的等级，以及制造过程中 存在的系统性问题所形成的缺陷是全体产品共有的，它们决定了产品的固有可靠性。而筛选 技术只是用于剔除和排解个别产品的偶然性问题，却不能解决全体产品共存的薄弱环节，因 此必须采取可靠性增长技术来提高产品的固有可靠性。 可靠性增长工作的基本做法是根据故障发生的原因，通过优化产品设计、优选配套元器 件和材料、以及改进生产工艺等途径，从根本上提高产品的固有可靠性，降低使用期的故障 率（见图2所示）。当然经过可靠性增长的产品，其固有可靠性将得到很大提高，但是作为一 新研或批量生产的产品，它同样存在早期故障，因此仍需要采用环境应力筛选技术来激发它 环境应力筛选 故 障 率 λ0 0 t0’ t 0 t
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提高焊接接头疲劳性能的研究进展和最新技术 1 焊接结构的疲劳问题以及研究意义 1.1 焊接结构的疲劳问题 自从 20 世纪初涂药焊条发明至今一百年来，焊接已经成为应用最 为广泛的工艺方法，很难找出另一种发展如此之快，并在应用规模和多样化 方面能与焊接相比的工艺，以至于当代许多最重要的技术问题必须采用焊接 才能解决，例如：造船、铁路、汽车、航空、航天、桥梁、锅炉、大型厂房 和高层建筑等都离不开焊接技术的支持。如果焊接没有发明的话，许多结构 甚至坦率的说整个工业是不会产生的。毋庸置疑，目前在工程生产上，焊接 是最主要的连接方法，焊接结构的重量已占钢铁总产量的 50%以上，工业发 达国家的这一比例已经接近 70%。然而焊接结构经常不断发生断裂事故，其 中 90%为疲劳失效。 疲劳破坏一直被认为是船舶及海洋工程结构的一种主要的破坏形式，自 钢质海船诞生至今，因结构中疲劳裂纹的生成、扩展，最后导致船舶破坏的 事例屡有报道。美国海岸警卫队船舶结构委员会(Ship Structure Committee, U.S.Coast Guard)曾组织力量对六种不同类型的 77 艘民用船舶及 9 艘军舰中 六十多万个结构细部进行了调查研究和统计分析，结果表明，有约九分之一 的破坏与疲劳有关。历史上海洋平台的几次重大事故，如 1965 年日本为美 国建造的 Sedco 型半潜式平台在交货途中破损沉没，造成 13 人死亡；1980 年 Alexan—derKeyland 号半潜式平台在北海翻沉，使一百余人葬身海底，调 查分析的结果表明，结构的疲劳是造成事故的重要原因之一。 同样，疲劳失效也频繁发生在铁路公路桥梁和发电站的管道上。在五六 十年代，欧洲公路网得到高速发展，当时大多采用焊接技术建造钢桥，由于 那时对公路桥梁疲劳认识不足，在规范中没有规定进行抗疲劳设计，出现了 许多设计不合理的焊接接头，在今天日益繁忙和加重的交通运输载荷下，加 快了疲劳损伤过程，许多焊接钢桥出现了疲劳裂纹。 在我国焊接结构因疲劳问题而失效的工程事例也不断出现，例如，九十 年代末，高速客车转向架中焊接接头的疲劳断裂，以及水轮机叶片根部的疲 劳断裂等，都给国家和企业造成了巨大的经济损失。 1.2 焊接结构疲劳失效的原因 焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面：① 客观上讲，焊接接头 的静载承受能力一般并不低于母材；而承受交变动载荷时，其承受能力却远 低于母材，而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。这是引起一 些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素；② 早期的焊接结 构设计以静载强度设计为主，没有考虑抗疲劳设计，或者是焊接结构疲劳设 计规范并不完善，以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头；③ 工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够，所设计的焊接结 构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准则与结构形式；④ 焊接结构日益广 泛，而在设计和制造过程中人为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接 结构的设计载荷越来越大； ⑤ 焊接结构有往高速重载方向发展的趋势，对 焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研 水平相对滞后。 1.3 提高焊接结构疲劳性能方法的研究意义 疲劳事故的频繁发生在一定程度上制约了焊接结构的进一步广泛应用， 使一些场合不得不放弃使用焊接结构，甚至怀疑焊接结构能否适用于承受动 载的工程实际，故而焊接结构的抗疲劳问题引起国内外有关专家和工程技术 人员，尤其是国际焊接学会疲劳专业委员会的普遍关注。在大量疲劳试验与 工程实践的基础上，焊接结构抗疲劳设计规范不断出台，如英国桥梁疲劳设 计规范 BS5400、欧洲钢结构协会的疲劳设计规范、日本的钢桥设计规范、 美国铁路桥梁以及高速公路设计规范、国际焊接学会的循环加载焊接钢结构 的疲劳设计规范 IIW.DOC-639-8l 以及我国的钢结构设计规范 GB-17-88。世 界各主要造船及海洋资源开发国家，都在船舶及海洋工程结构的设计建造和 检验入级规范中对焊接结构的疲劳强度作出了规定和要求。 由于焊接接头焊趾处的焊接缺陷、应力集中和残余拉伸应力的作用，其 疲劳强度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。所以焊接结构的疲劳强度取决 于接头的疲劳性能，即焊接接头的抗疲劳性能，关系着焊接结构能否安全使 用。因此为了保证焊接结构可靠性，在设计承受交变动载荷的焊接结构时， 设计规范规定以焊接接头的疲劳强度作为整体结构的疲劳强度，而不采用基 本金属的疲劳强度，显然这造成极大浪费。即使如此，在接头处局部应力集 中作用下，仍然会发生整体结构的过早疲劳失效。为了使焊接结构很好地满 足工程上对其提出的承受动载的要求，能够采取的措施主要有两点。一方面， 增加对焊接结构抗疲劳性能的了解，精心设计结构形式及接头形式，使所设 计的焊接结构更合理，具有更高的疲劳强度；同时提高和严格控制焊接质量， 防止和减少焊接缺陷的产生；另一方面，直接面对焊接接头疲劳性能较差的 弱点，在焊接结构制造过程中、完成后以及使用过程中采取有效的工艺措施， 提高接头的疲劳强度，增加其承受动载的能力、延长其使用寿命。 因此提高和改善焊接接头疲劳强度具有极大的潜在经济效益和社会效 益，长期来，它是国内外有关专家研究的热点课题。 2 影响焊接结构疲劳强度的主要因素 2.1 静载强度对焊接结构疲劳强度的影响 在钢铁材料的研究中，人们总是希望材料具有较高的比强度，即以较轻 的自身重量去承担较大的负载重量，因为相同重量的结构可以具有极大的承 载能力；或是同样的承载能力可以减轻自身的重量。所以高强钢应运而生，
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磷青銅-黄铜等材料性能规格 磷青銅 (Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表： (1)化學成份 (Chemical Composition) 合金編號 化學成份(wt. %) Material Designation Cu Sn p Pb Fe Zn JIS C5111 C5102 C5191 C5212 Rem. Rem. Rem. Rem. 3.5~4.5 4.2~5.5 5.5~7.0 7.0~9.0 0.03~0.35 0.03~0.35 0.03~0.35 0.03~0.35 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.10 < 0.10 < 0.10 < 0.10 < 0.30 < 0.30 < 0.30 < 0.30 (2)物理特性(Physical Properties) 合金編 號 (Alloy No. ) 密度 (Densit y) g/cm3 彈性係數 (Modulus of Elasticity) (Young’s Modulus) GPa 熱膨脹係數 (Coefficient of Thermal Expansion at 20 oC to 300 oC) m/m．K 熱傳導係數 (Thermal Conductivity at 20 oC) W/m．K 導電率 (Electrical Conductivity at 20 oC) %IACS C5111 C5102 C5191 C5212 8.86 8.86 8.84 8.80 110 110 110 110 17.8 17.8 18.0 18.2 83.8 69.2 65.8 62.3 19 15 14 12 (3)機械性質(Mechanical Properties) 抗 拉 試 驗 Tensile test 硬 度 試 驗 Hardness test 合金編 號 Alloy No. 質 別 Temper 符 號 Symbol 厚度 Thicknes s (mm) 抗拉強度 Tensile strength (kgf/mm2) 延伸率 (50mm) Elongation(in 2”) (%) Hv Thickness >0.15mm O C5111R-O > 0.2 > 30 > 38 - H/4 C5111R- H/4 > 0.2 38~45 > 28 120~150 H/2 C5111R- H/2 > 0.2 42~52 > 18 130~160 3/4H C5111R- 3/4H > 0.2 48~58 > 10 150~170 H C5111R-H > 0.2 50~58 > 8 170~190 C5111 EH C5111R- EH > 0.2 > 58 > 5 > 190 O C5102R-O > 0.2 > 31 > 40 - H/4 C5102R- H/4 > 0.2 38~48 > 28 120~150 H/2 C5102R- H/2 > 0.2 48~58 > 18 150~170 3/4H C5102R- 3/4H > 0.2 50~58 > 10 170~190 H C5102R-H > 0.2 58~68 > 8 190~210 C5102 EH C5102R- EH > 0.2 > 63 > 5 > 210
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编写： 魏志强 日期：2005/01/01 - 1 - 品质部培训教材 一、P S（聚苯乙烯） 1 .PS 的性能： PS 为无定形聚合物，流动性好，吸水率低（小于 00.2%），是一种易于成型加工的透明塑料。 其制品透光率达 88-92%，着色力强，硬度高。但 PS 制品脆性大，易产生内应力开裂，耐热性 较差（60-80℃），无毒，比重 1.04g\cm3 左右（稍大于水）。成型收缩率（其值一般为 0.004—0.007in／ in），透明 PS－－这个名称仅表示树脂的透明度，而不是结晶度。(化学和物理特性: 大多数商 业用的 PS 都是透明的、非晶体材料。PS 具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、 电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫 酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。) 2 .PS 的工艺特点： PS 熔点为 166℃，加工温度一般在 185-215℃为宜，熔化温度 180~280℃，对于阻燃型材料 其上限为 250℃，分解温度约为 290℃，故其加工温度范围较宽。模具温度 40~50℃，注射压力： 200~600bar，注射速度建议使用快速的注射速度，流道和浇口 可以使用所有常规类型的浇口。PS 料在加工前，除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为 80C、2~3 小时。因 PS 比热低，其制作一些模具散热即能很快冷凝固化，其冷却速度比一般原料要快，开 模时间可早一些。其塑化时间和冷却时间都较短，成型周期时间会减少一些；PS 制品的光泽随 模温增加而越好。 3．典型应用范围: 包装制品（容器、罩盖、瓶类）、一次性医药用品、玩具、杯、刀具、磁带轴、防风窗以及 许多发泡制品——鸡蛋箱。肉类和家禽包装盘、瓶子标签以及发泡 PS 缓冲材料，产品包装，家 庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。 二、HIPS（改性聚苯乙烯） 1. HIPS 的性能: HIPS 为 PS 的改性材料，分子中含有 5-15%橡胶成份，其韧性比 PS 提高了四倍左右，冲击 强度大大提高(高抗冲击聚苯乙烯）,已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、 玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。标准 HIPS 的其它重要性能:弯曲强度 13.8～55.1MPa； 拉伸强度 13.8—41.4MPa；断裂伸长率为 15—75％；密度 1.035—1.04 g／ml；它具有 PS 具有成 型加工、着色力强的优点。HIPS 制品为不透明性。HIPS 吸水性低，加工时可不需预先干燥。 2 .HIPS 的工艺特点: 因 HIPS 分子中含有 5-15%的橡胶，在一定程度上影响了其流动性，注射压力和成型温度都 编写： 魏志强 日期：2005/01/01 - 2 - 品质部培训教材 宜高一些。其冷却速度比 PS 慢，故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。成型周期会比 PS 稍长一点，其加工温度一般在 190-240℃为宜。HIPS 树脂吸收水分较慢，因此一般情况下不需 干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收，从而影响最终产品的外观质量。在 160°F 下干燥 2－3h 就可去掉多余的水分。HIPS 制件中存在一个特殊的“白边”的问题，通过提高模温和锁模力、减 少保压压力及时间等办法来改善，产品中夹水纹会比较明显。 3．典型应用范围: 主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。 阻燃级（UL V－0 和 UL 5－V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和 电器制品。 三、SA（SAN--苯乙烯-丙烯睛共聚体/大力胶） 1 .SA 的性能: 化学和物理特性: SA 是一种坚硬、透明的材料,不易产生内应力开裂。透明度很高，其软化 温度和抗冲击强度比 PS 高。苯乙烯成份使 SA 坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使 SA 具有 化学稳定性和热稳定性。SA 具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几 何稳定性。SA 中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。SA 的 维卡软化温度约为 110℃。载荷下挠曲变形温度约为 100C,SA 的收缩率约为 0.3~0.7%。 2 .SA 的工艺特点: SA 的加工温度一般在 200-250℃为宜。该料易吸湿，加工前需干燥一小时以上，其流动性 比 PS 稍差一点，故注射压力亦略高一些(注射压力：350~1300bar), 注射速度：建议使用高速注 射。模温控制在 45-75℃较好。干燥处理：如果储存不适当，SA 有一些吸湿特性。建议的干燥 条件为 80℃、2~4 小时。 熔化温度：200~270℃。如果加工厚壁制品，可以使用低于下限的熔 化温度。对于增强型材料，模具温度不要超过 60℃。冷却系统必须很好地进行设计，因为模具 温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。流道和浇口: 所有常规的浇口都可以使用。浇口尺 寸必须很恰当，以避免产生条纹、煳斑和空隙。 3．典型应用范围: 电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等），汽车 工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化装品包装安全玻璃、 滤水器外壳和水龙头旋扭。医用制品（注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器）。包装材料（化 妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等），特殊产品（一次性打火机外壳、 刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝）等。
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1 设备可靠性、有效性和可维护性的定义和测试规范 这个标准在技术上已被全球公制委员会核准，并由北美公制委员会直接负责。目前的版本在 2001 年 3 月 1 日被北美地区标准委员会核准通过。2001 年 6 月将在国际半导体设备和材料协会试行， 之后同月公布。其第一版公布于 1986 年，上一版公布于 1999 年 6 月。 1. 目的 1.1 这份文献通过提供测试半导体制造设备在制造环境中的三性（可靠性、有效性、可维护性）的 标准，为设备的使用者和供应商之间的沟通建立了一个通用基础。 2. 范围 2.1 这份文献定义了设备的 6 种基本状态。它包括了设备的任何时间所有可能的状态。设备的状态 由其功能状况决定，而不管操作者是谁。在这里所做的对设备可靠性的测试强调的是对正在使用中 的设备的突然中断，而不是对设备的所有时间。 2.2 本文献第三节（设备状态）定义了如何对设备时间分类。第六节（三性测试）定义了测试设备 状态的公式。第七节（不确定测试）另外给出方法用来评估所得数据的统计意义。 2.3 有效的应用这份规范需要设备的工作遵循它的周期及或时间。自动监测设备状态是标准 SEMI E58 中的内容，并不在本规范中。设备使用者与供应商之间清晰有效的沟通将持续提高设备的工作 状况。 2.4 在这份规范中的三性的指数可以直接运用于整个设备的非成套工具和子系统水平级。三性指数 可以适用于子系统水平（例如过程模块）的多路径组工具。 2.5 这份标准虽然有提到安全事宜，但目的并不旨在追求这个方面。它将是这个标准使用者的责任 来建立合适的安全和健康条款，以及在使用前决定限制章程的运用。 3. 参考标准 SEMI E58 — 自动化的可靠性、有效性和可维护性的标准 注释 1：本文列出的所有文献都使用其最新的适应版本。 4. 术语 4.1 辅助 — 在一个设备周期中设备工作突然中断时发生，它有以下三种情况： 通过外部干涉使中断的设备周期继续。（比如通过操作工和使用者的干涉，无论它是人或电 脑。） 除了一些特殊的消耗品，零件不可替换。 在设备操作规范方面没有进一步改变。 4.2 成组工具 — 由机械地连接在一起的集成过程模块组成的制造系统。（这些模块可能来自于同一 或不同供应商） 4.2.1 单路径成组工具 — 只有一条流水线的成组工具。 4.2.2 多路径成组工具 — 超过一条独立流水线的成组工具。（比如，多负荷闸、同样型号的多流程 单元室） 4.3 周期（设备周期） — 一个设备系统或子系统的完全操作过程（包括装卸产品），有流程、制造、 测试步骤。在一个单元流程系统中，周期数等于流经的单元数。在多批系统中，周期数等于批量数。 4.4 停工时间（设备停工时间）— 设备不在工作状态或没有执行到它应有水平的时间，不包括任何 不在计划安排上的时间。 4.5 故障（设备故障）— 在没有外来干涉下发生的意外故障或偏离。 2 注释 2：正确分类设备故障对于方便解决问题和提高设备能力是非常重要的。 4.6 宿主 — 联系设备的智能系统，作用相当于代表工厂领导下属的制造主任。（比如，一个非植入 的计算机或单元控制器） 4.7 中断 — 任何干预和故障 注释 3：中断＝干预之和＋故障之和 4.8 维修 — 保证设备在预定功能状态下工作。在本文献中，维修的目的是功能不是设备结构；不 论是谁来维修，它都包括调整、材料变化、软件开放、修理、预定检测等等。 4.9 制造时间 — 所有生产产品的时间及相应停留等待时间。 4.10 非计划时间 — 计划中设备不在用于生产的时间。 4.11 生产时间 — 总时间减非计划时间。 4.12 操作工 — 在设备旁通过设备控制面板操作设备的人员。 4.13 产品 — 可以成为有功效的半导体装置的一个单元，包括功能的工程装置。 4.14 断工 — 为使设备能继续工作的一段维修时间，包括冲洗、冷却、加热、软件备份、储存、动 态数据（包括参数、方法）、断工发生在计划内和计划外的停工时间内。 4.15 复工 — 在断工维修后，使设备恢复正常功能工作的一段维修时间。包括冲气、加热、标准化 时间、初始化常数、载入软件、重贮数据（例参数、方法）、控制系统再建等等。但不包括设备及流 水线检测时间。复工也发生在计划内外的停工时间内。 4.16 关机 — 当设备有计划外状态时，让设备回到安全状态的时间。它包括为了达到安全状态所做 的任何过程。关机仅出现在计划外时间中。 4.17 规范（设备操作）— 文献中所写的在使用者与供应商之间在设备操作的规定条件下的功能所 达成的一致条款。 4.18 开始 — 设备从计划状态到达成预期功能所需的时间。包括冲气、加热、冷却、标准化时间、 初始化常数、载入软件、重贮数据（例参数、方法）、控制系统再建等等，开始包括于计划外时间中。 4.19 辅助工具 — 不属于生产设备，但是在正常操作中必需的设备。（比如，密封盖、运载机、探 测卡片、电脑控制器） 4.20 总时间 — 一周 7 天，1 天 24 小时的所有检测时间。为了正确表达总时间，设备的所有 6 种基 本状态必须正确记录。 4.21 培训（工作外）— 在工作外时间对设备操作和维修进行的指导。它包括于计划外时间。 4.22 培训（线上）— 在正常工作时对个人操作和维修进行的指导。线上培训一般不会打断正常的 操作和维修活动，所以它可以不被区别的包括在任何设备状态中（除等待与计划外时间） 4.23 单元 — 任何晶片，模，成套设备或单位零件。 4.24 工作时间 — 设备处于正常功能状态的时间，包括有效生产的、等待的和策划时间，不包括任 何计划外时间。 4.25 使用者 — 动作于设备的实体，无论是在设备旁的操作者或在远处遥控的自动界面。从设备的 角度出发，操作者和宿主都是使用者。 4.26 校正运行 — 设备的一次循环（使用产品单元，非产品单元或不成单元的）以用来引导设备进 入规范中的预定状态。 5.设备状态 5.1 为了清楚地检测设备地表现，本文献定义了所有设备状况和时期必须遵循地 6 种基本状态。 5.2 设备状态是由功能决定而不是由设备结构决定。例如任何维护过程都是这样分类，而不论谁是 操作者、操作工、技术人员或流程工程师。 5.3 图 1 是 6 种设备状态的框架图。关键的时间块在后文的等式中将会特别用到。这些基本的设备 状态又可以分成许多子状态，以满足生产运转所需的追踪解决。SEMI E10 并没有列出所有的子状态，
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